Question

6．班級的“科學小博士”，從網(wǎng)上看到“光源發(fā)展的歷史經(jīng)歷了四個時代：白熾燈→直管型熒光燈→高效電子節(jié)能燈→LED燈，白熾燈即將退出歷史的舞臺，LED燈勢必逐漸取代其它光源”．如表記錄和整理了某LED燈與白熾燈部分參數(shù)（lm為光通量單位流明，光源在單位時間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的光通量）：

	光通量/lm	額定功率/W	額定電壓/V	壽命/小時	成本/元	使用1000小時電費/元
白熾燈	1200	100	220	1000	2	50
LED燈	1200	20	220	10萬	20	10

（1）觀察白熾燈與LED球泡燈功率對比表，發(fā)現(xiàn)：亮度相同時，LED燈的電功率�。ㄟx填“白熾燈”或“LED燈”），產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是消耗相同的電能時，LED燈發(fā)熱少，轉(zhuǎn)化為光能的效率高．
（2）表中所示LED球泡燈正常發(fā)光時電流是多少？
（3）某學校每天晚上的樓道照明需要20只100W白熾燈照明2小時，如果用LED燈替換所有的白熾燈（達到相同照明效果），每天能節(jié)約多少kW•h電能？
（4）通過分析表中數(shù)據(jù)，說明LED燈勢必逐漸取代白熾燈的原因．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)在亮度相同的前提下比較LED和白熾燈的功率，然后推測產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因；
（2）根據(jù)P=UI可求得LED燈泡燈正常發(fā)光時電流；
（3）分別求得20只100W白熾燈照明2小時和LED燈消耗的電能，然后可知節(jié)約的電能；
（4）分析表中使用壽命和使用1000小時兩燈的總費用得出答案．

解答 解：（1）觀察白熾燈與LED球泡燈功率對比表，可以發(fā)現(xiàn)：在亮度相同的前提下LED功率比白熾燈功率小很多，功率增大，發(fā)光效率下降；由此可推測它們照明效果相同的可能原因是消耗相同的電能時，LED燈發(fā)熱少，轉(zhuǎn)化為光能的效率高；
（2）由P=UI可得，LED燈泡燈正常發(fā)光時電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{220V}{20W}$=11A，
（3）用LED代替白熾燈可節(jié)約電能：
△W=△Pt=（0.1kW-0.02kW）×20×2h=3.2kW•h．
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，白熾燈的使用壽命遠遠小于LED燈，
使用1000小時兩燈的總費用：
n_白熾燈=2元+50元=52元＞n_LED=20元+10元=30元，
LED燈比白熾燈經(jīng)濟（省錢）．
答：（1）LED燈；消耗相同的電能時，LED燈發(fā)熱少，轉(zhuǎn)化為光能的效率高；
（2）表中所示LED球泡燈正常發(fā)光時電流是11A；
（3）每天能節(jié)約3.2kW•h電能；
（4）LED燈比白熾燈經(jīng)濟（省錢）．

點評 本題考查電流、電功率公式的靈活應(yīng)用和消耗電能的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，本題同時告訴我們使用LED燈的優(yōu)點，在日常生活中一定要養(yǎng)成節(jié)能的好習慣．